高能球磨机通过施加强烈的机械剪切力和冲击力来促进干电极的制备，从而物理性地分解碳纳米管（CNTs）通常存在的严重团聚现象。这种机械作用直接在活性材料颗粒上实现纳米管的均匀分散，而无需使用液体溶剂。
在干电极中使用碳纳米管的主要挑战在于它们天然倾向于结块。高能球磨机通过物理性地将纳米管分开来克服这一挑战，确保形成对电池性能至关重要的稳健导电网络。
解团聚的力学原理
克服天然团簇
碳纳米管在其原始粉末状态下表现出严重的团聚。这些紧密的团块阻碍了纳米管作为导体的有效功能。
标准的混合方法通常缺乏分离这些束所需的力。高能球磨机引入了必要的动能来破坏这些团块。
施加剪切和冲击
该过程依赖于强大的机械剪切力和冲击力。当研磨介质碰撞时，会对粉末混合物产生强烈的物理应力。
这种应力直接作用于碳纳米管的团聚体。它机械性地撕碎团块，将纳米管分离成更细小的、可用的单元。
构建导电网络
均匀的表面涂层
一旦团聚体被破坏，研磨过程就会重新分布碳纳米管。目标是均匀地涂覆活性材料颗粒。
这种均匀分散至关重要。它确保导电添加剂不会孤立地存在于某些区域，而是与储能材料接触。
提高倍率性能
碳纳米管的均匀涂层在整个电极混合物中创建了一个有效的导电网络。该网络为电子流动提供了清晰的路径。
这种连通性直接影响最终电极的倍率性能。它使得电池能够高效地充电和放电，即使在无溶剂体系中。
干法加工的关键考虑因素
机械强度要求
在溶剂基加工中，液体和表面活性剂有助于分散颗粒。在干法加工中，这些化学助剂会失效。
因此，机械能量输入成为成功的首要变量。您必须接受高能加工作为化学分散的替代方案。
确保网络完整性
电极的成功完全取决于分散的质量。如果研磨能量不足，碳纳米管将保持团聚状态。
这将导致导电网络质量差。因此，电极将因高内阻而性能下降。
为您的目标做出正确选择
为了有效地利用高能球磨机满足您特定的电极需求：
- 如果您的主要关注点是最小化电阻：优先考虑研磨强度，以将严重的碳纳米管团聚物完全分解成细小的分散体。
- 如果您的主要关注点是高倍率能力：确保工艺持续时间足够长，以实现碳纳米管在活性材料表面的均匀覆盖。
掌握研磨过程中的机械剪切力是实现高性能、无溶剂电极制造的关键。
总结表：
| 特征 | 对干电极制备的影响 |
|---|---|
| 机理 | 高能剪切力和冲击力 |
| 碳纳米管状态 | 将严重团聚物分解成细小单元 |
| 分散 | 碳纳米管均匀涂覆在活性材料颗粒上 |
| 网络 | 创建稳健的导电网络以实现电子流动 |
| 优点 | 无需溶剂即可实现高倍率性能 |
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